[논문]Thermal stability and small-signal characteristics of AlGaN/GaN HEMTs with gate insertion metal layer for millimeter-wave applications

Kim, Dong-Hwan; Eom, Su-Keun; Jeong, Jun-Seok; Lee, Jae-Gil; Seo, Kwang-Seok; Cha, Ho-Young

doi:10.1116/1.4998310

Thermal stability and small-signal characteristics of AlGaN/GaN HEMTs with gate insertion metal layer for millimeter-wave applications

Journal of vacuum science and technology. materials, processing, measurement, & phenomena : JVST B. B, Nanotechnology & microelectronics, v.35 no.6, 2017년, pp.060601 -

Kim, Dong-Hwan (Department of Electrical and Computer Engineering, Inter-university Semiconductor Research Center, Seoul National University , Seoul 08826, South Korea) , Eom, Su-Keun (Department of Electrical and Computer Engineering, Inter-university Semiconductor Research Center, Seoul National University , Seoul 08826, South Korea) , Jeong, Jun-Seok (Department of Electrical and Computer Engineering, Inter-university Semiconductor Research Center, Seoul National University , Seoul 08826, South Korea) , Lee, Jae-Gil (Department of Electrical and Computer Engineering, Inter-university Semiconductor Research Center, Seoul National University , Seoul 08826, South Korea) , Seo, Kwang-Seok (Department of Electrical and Computer Engineering, Inter-university Semiconductor Research Center, Seoul National University , Seoul 08826, South Korea) , Cha, Ho-Young (School of Electronic and Electrical Engineering, Hongik University , Seoul 04066, South Korea)

Abstract ▼ AI-Helper

The effect that insertion gate metals have on GaN millimeter-wave devices undergoing a postmetallization annealing (PMA) process was investigated. It was found that the PMA process increases the gate resistance (Rg), which is responsible for a decrease in the maximum oscillation frequency (fmax). The resistance was examined as a function of line patterns containing various gate metal stacks, including Ni/Au and Ni/Mo/Au, before and after annealing from a low temperature to 550 °C. The metal stack with an Mo insertion layer effectively suppressed Au diffusion into GaN and reduced the increase in the gate metal resistance. For the fabricated AlGaN/GaN-on-Si high-electron-mobility transistors with a Ni/Mo/Au gate, stable gate reliability, improved current collapse characteristics, and small-signal characteristics were also achieved compared to those of the Ni/Au gate.

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